VN-2002出力改善のヒント

VN-2002（14MHz）はLPFと，受信部のアンテナ切り替え回路の定数を変更することで受信感度と送信出力の改善を行いましたが，まだ十分な送信出力が得られないという報告があり，また製作代行で私自身が製作したVN-2002も出力が3Wにわずかに届かないこともあり改めて検証しました.

まずLPF単体の特性を測定しました．

黄色曲線がリファレンスで紫色曲線はLPF単体のゲイン特性です．fcは14.7MHz
で設計していますが，測定結果もほぼ設計通りになっていました．ただもう少しfcを上げても良いかもしれません．

次にBS170パラレルのゲート・ドレイン電圧曲線を測定しました．
（青色：ゲート電圧，黄色：ドレイン電圧）

ドレインピーク電圧は54.0VとVDDの約4倍弱と低くありません．スイッチタイミングは一見ピッタリのように見えましたが，ドレイン電圧の立下りからゼロになるほんの直前でゲート電圧が立ち上がっています．2本のプローブは同規格で測定に依るずれはないものとするとE級ネットワークの共振周波数がやや低い可能性がありました．

そのためE級ネットワークの定数を調整し共振周波数をやや上げた結果出力上昇がみられました．

具体的にはC63とC64の合成容量250pFを10pFずつ下げて検討しました．

 その結果230pF（220pF+10pF）で出力3Wに到達しとりあえずの妥協点としました．

もっと下げれば出力は上がりますがスイッチポイントのずれや負荷インピーダンスとのミスマッチが大きくなって効率が落ちてしまいます．またL9とC59,60の調整も本来は必要でしょう．

そういったわけで，VN-2002を組み上げた際出力がやや弱い場合は上記の調整を試みるようにしてください．できればオシロスコープでゲート・ドレイン電圧を観察しつつ良いポイントを探してみてください．

VN-2002用LPF改修決定版とハムフェア2018について

以前VN-2002の出力と感度改善のための改修法をご紹介しましたが（記事はこちら）、送信出力の高調波スプリアスを観察すると下のように3倍高調波がやや目立っています．

画像のマーカーでは-55dBcと基準以内に収まっておりますが，連続送信で終段のBS170がやや熱くなってきました。CW運用には差し支えない程度ですが、おそらくLPFコイルの改修（1turnずつ巻き数を減らす）によってLPFの入出力と終段の出力とのインピーダンス不整合が大きくなったことが原因と考え、改めてLPFを設計し直しました。

再設計したLPFの各定数は以下の通りです。

(設計条件：fc=14.7MHz, fs=22.0MHz, Apass=0.05, Zin=Zout=50Ω)

C66 180pF
C67 -
C68 150pF
C69 270pF
C70 150pF
C71 270pF
C72 220pF
C73 -

L6 0.778uH (T37-6 core 16Turns)
L7 0.875uH (T37-6 core 17Turns)
L8 0.778uH (T37-6 core 16Turns)

 L5とC65は、以前の改修例でOKです。

この改修により、3倍高調波は-60dBc以下に抑えられると同時に出力は13.8V電源で3W以上は確保、受信感度は-145dBmのキャリアが耳で聞こえる程度まで向上しました。

2倍高調波レベルはほぼ変化なく十分抑制されています

 今後VN-2002はこの改修を含め頒布いたします。

8/25,26に東京ビッグサイトで行われるハムフェア2018では直接会場での頒布予定はありません。事前にご連絡いただいた方のみ当日お渡しは可能です。

JARL QRP Clubブース（J-18）で可能であればVNシリーズの展示を考えています。

VN-2002の出力と受信感度向上のための改修例について

14MHz版VN-2002は、他のモデルに比べて出力が低い（13.8Vで3W弱）ことと受信感度がやや低いため改善方法を模索しておりましたが、ひと通り改善することができましたので改修方法の一例としてその手順を公開します。

なおキット内容とマニュアルは改修前の状態ですので、必要なパーツ（2.2μHチップインダクタ、47pFと270pFチップコンデンサ）は含まれておりません。今後頒布する分には追加パーツとして同梱する予定ですが、配布済みの分につきましてはご自身でご用意くださいますようお願いいたします。

まず送信部から。

改修法は単純で、LPFの3つのコイル（L6,7,8）の巻き数をおのおの15回から14回に1回分減らすだけです。これにより出力は13.8Vで3W強に上昇します。高調波スプリアスは測定上２次高調波で数dB悪化しましたが-58.8dBcと基準は余裕でクリアしています。

次に受信部です。

下の写真の赤丸部分が改修ポイントです。

まず、L5, C65, C66, C67を除去します。
そのあとL5パッドに47pFのコンデンサを、C65に2.2μHのインダクタ、C67に270pFのコンデンサをそれぞれ装着してください。

改修ポイント

L5の値が大きいことによる感度不足が主な原因でした。L5とC65を入れ替えたのは、送信時L5が送信出力に並列に接続されることによるインピーダンスの乱れを抑える目的でLとCの位置を交換しました。換装したCの容量分C67の容量を減らしました。

VN-4002、VN-3002につきましては現状の回路構成で出力・感度は十分取れているのでそのままで差し支えありません。もちろん改修も可能ですが（各定数は周波数帯により異なります。計算の上決定してください。）検証はしておりませんので自己責任でお願いいたします。